化學 - 酸、鹼和鹽

介紹

• 我們品嚐食物的酸味和苦味，僅僅是因為分別存在酸和鹼。

石蕊試液

• 石蕊是從地衣中提取的，呈紫色（見下圖），但前提是它既不是酸性也不是鹼性，即中性。

• 石蕊基本上屬於藻類植物，在化學實驗中常用作指示劑。

• 在酸性或鹼性介質中氣味發生變化的物質被稱為嗅覺指示劑。

水溶液中的酸或鹼

• HCl 中的氫離子是由於水的存在而產生的。其次，在沒有水的情況下無法從 HCl 分子中分離出 H⁺ 離子。化學式如下所示

  HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl^–

• 此外，氫離子不能單獨存在，但它們可以在水分子存在的情況下存在。因此，氫離子表示為 H⁺(aq) 或水合氫離子 (H₃O⁺)。化學式為：

  H⁺ + H₂O → H₃O⁺

• 可溶於水的鹼被稱為鹼。但並非所有鹼都溶於水。

• 如果將水新增到濃酸中，則會產生熱量。

• 將酸或鹼與水混合會導致每單位體積離子的濃度（即 H₃O⁺/OH^–）降低，此過程稱為稀釋。

pH 值

• 用於測量溶液中氫離子濃度的標度稱為pH 值。

• pH 中的“p”代表“potenz”，這是一個德語單詞，意思是“強度”。

• pH 值只是一個數字，它表示溶液的酸性或鹼性。因此，如果水合氫離子的濃度越高，則 pH 值越低。

• pH 值的範圍在“0”和“14”之間；因此，如果測得的 pH 值為“0”，則表示它是強酸性的；如果為 14，則表示它是強鹼性的。

• pH 值的中性值為“7”。

• 在 pH 值標度上，小於 7 的值表示酸性溶液，大於 7 的值表示鹼性溶液。

• 通常，使用浸漬有常用指示劑的試紙來測量 pH 值（見下圖）：

• 同樣，酸和鹼物質的強度主要取決於分別產生的 H⁺離子和 OH^–離子的數量。

• 下圖大致說明了一些常見物質的 pH 值（顏色變化）：

pH 值在日常生活中的重要性

• 人體 pH 值範圍在 7.0 到 7.8 之間。

• 人體胃部會產生鹽酸，有助於消化食物；令人驚訝的是，它不會損害胃。

• 但是，當胃產生過多的酸（稱為消化不良）時，會導致疼痛和刺激。為了緩解這種疼痛，醫生建議使用稱為抗酸劑的鹼。

• 這些抗酸劑可以中和並控制過量的酸。

• 牙齒由磷酸鈣構成，是人體中最堅硬的物質。但是，當口腔中的 pH 值下降（低於 5.5）時，它會腐蝕牙齒。

• 通常情況下，鹽是由鹽酸和氫氧化鈉溶液的結合形成的；這種結合被稱為氯化鈉。

• 當雨水的 pH 值小於 5.6 時，稱為酸雨。

• 當酸雨流入河流時，它也會降低河水的 pH 值。

• 酸性河水對水生生物的生存構成威脅。

漂白粉

• 漂白粉是由氯作用於乾燥的熟石灰 [Ca(OH)₂] 而產生的，表示為 CaOCl₂。

• 漂白粉通常用於紡織工業、造紙廠、化工行業以及飲用水的消毒。

小蘇打

• 小蘇打通常用於廚房，以烹製美味酥脆的食物。它還可以使某些食物更快地烹製。

• 小蘇打的化學名稱是碳酸氫鈉，化學式為 NaHCO₃。

蘇打灰

• 碳酸鈉的重結晶會產生蘇打灰。

• 蘇打灰的化學式為 Na₂CO₃·10H₂O。

• 蘇打灰通常用於玻璃、肥皂和造紙工業。

石膏

• 石膏是一種白色粉末，醫生用它作為支撐骨折骨骼的石膏。

• 石膏的化學名稱是半水硫酸鈣，化學式為 2CaSO₄·H₂O。